Электроизоляционные свойства: Электроизоляционные свойства — это… Что такое Электроизоляционные свойства?

Содержание

Электроизоляционные свойства — это… Что такое Электроизоляционные свойства?

Электроизоляционные свойства

7.2.3. Электроизоляционные свойства

Электроизоляционные свойства — по ГОСТ Р 50030.1, пункт 7.2.3 со следующим дополнением. Требования к аппаратам для цепей управления класса II, залитым в капсулы, — в соответствии с приложением F.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • электроизоляционные бумага или картон
  • электроизоляционный компаунд

Смотреть что такое «Электроизоляционные свойства» в других словарях:

  • электроизоляционные свойства — электроизоляционные свойства; отрасл. диэлектрические свойства Совокупность технически важных электрических характеристик электроизоляционного материала или электрической изоляции …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Электроизоляционные свойства армированных пластиков

    — Показатели Пластики на основе органических наполнителей Стеклопластики Асбопластики гетинакс текстолит Диэлектрическая проницаемость при 50 Гц …   Химический справочник

  • ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — вещества, служащие для изоляции токоведущих частей электрических устройств, напр. , обмоток машин и аппаратов, проводов, линий электропередачи и т. п. Э. м. обеспечивают прохождение электрического тока по намеченным в электрических устройствах… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • Электроизоляционные материалы —         материалы, применяемые в электротехнических и радиотехнических устройствах для разделения токоведущих частей, имеющих разные потенциалы, для увеличения ёмкости конденсаторов, а также служащие теплопроводящей средой в электрических машинах …   Большая советская энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — изоляторы газообразные, жидкие или твердые материалы, которые не проводят электрический ток. Газообразные изоляторы. Коронный разряд. Одним из наиболее известных и распространенных изоляторов является воздух при атмосферном давлении и нормальной… …   Энциклопедия Кольера

  • диэлектрические свойства — электроизоляционные свойства; отрасл. диэлектрические свойства Совокупность технически важных электрических характеристик электроизоляционного материала или электрической изоляции …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • диэлектрические свойства — Ндп. электроизоляционные свойства электроизолирующие свойства Совокупность свойств диэлектрика, связанных с явлением поляризации. Примечание Диэлектрические свойства характеризуются такими параметрами, как диэлектрическая восприимчивость,… …   Справочник технического переводчика

  • Диэлектрические свойства — 3. Диэлектрические свойства Ндп. Электроизоляционные свойства Электроизолирующие свойства Совокупность свойств диэлектрика, связанных с явлением поляризации. Примечание. Диэлектрические свойства характеризуются такими параметрами, как… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Список пластмасс — Название Сокращение Вид Тип Хим.прочность Свойства Применение Фирменное наименование Поликапролактон PCL термопласт ударопрочность, эластичность, влагостойкость, биодеградируемость медицина, прототипирование Поликапролактан, Протопласт, ShapeLock …   Википедия

  • Перечень пластмасс

    — Название Сокращение Вид Тип Хим. прочность Свойства Применение Фирменное наименование Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола/ АБС пластик ABS сополимер термопласт ударопрочность, эластичность, влагостойкость от −40 °C до +85 °C, как… …   Википедия

Книги

  • Свойства бумаги, Фляте Д.М.. 384 стр. В книге рассматриваются основные свойства различных видов бумаги (прочность, влагопрочность, долговечность, гигроскопические свойства, деформация при увлажнении и остаточная;… Подробнее  Купить за 2766 грн (только Украина)
  • Свойства бумаги, Д. М. Фляте. В книге рассматриваются основные свойства различных видов бумаги (прочность, влагопрочность, долговечность, гигроскопические свойства, деформация при увлажнениии остаточная; оптические… Подробнее  Купить за 1657 руб

Электроизоляционные материалы: виды, марки, свойства, применение

В настоящее время электрохимическая промышленность выпускает огромное количество электроизоляционных материалов. Материалы на основе стекловолокна с добавлением синтетических смол прочно вошли в нашу жизнь. Эти материалы обладают такими свойствами, как влагостойкость и нагревостойкость, высокая электрическая и механическая и прочность. 
Наряду с природными электроизоляционными материалами (электрокартон, хлопчатобумажные ленты, асбест, слюда) распространены материалы на основе стекловолокна в сочетании с синтетическими смолами, обладающие, хорошими диэлектрическими свойствами. Например, стекловолокно, применяемое для многих видов изоляции (стеклолакоткань, стеклолента, стекломиканит, стеклотекстолит), имеет высокую влагостойкость, нагревостойкость, прочность на разрыв, химическую стойкость и высокую теплопроводность. Широкое распространение получили синтетические пленки, такие, как лавсан, мелинекс и др.

Синтетические изоляционные материалы позволяют повысить мощность электротехнического оборудования при сохранении их внешних физических размеров (двигателей, агрегатов, трансформаторов) и обеспечить наиболее продолжительный их срок службы.
Представляем наиболее распространенные и применяемые изоляционные материалы.

Непропитанные волокнистые и изоляционные материалы

 

Электрокартон

Выпускается в нескольких видах. Электрокартон для работы в воздушной среде (марки ЭВТ и ЭВ) толщина (0,1мм—3 мм). Электрокартон для работы в масле (марки ЭМТ и ЭМЦ), толщина (1мм—3 мм). Выпускается как в листах (листовой), так и в рулонах (рольный).

Если электрокартон выпущен в непропитанном виде, то является невлагостойким материалом, и хранят его надо в сухом помещении. Диэлектрическая прочность сухого электрокартона марки ЭВ, который имеет влажность около 8%, равна 8—11 кВ/мм, а марки ЭМТ уже 20—30 кВ/мм.

Изоляционные бумаги

Изготовляется из измельченной древесины хвойных пород и обрабатывается щелочью.
Имеется несколько видов изоляционной бумаги. Это телефонная бумага, кабельная бумага и конденсаторная бумага.
Телефонная бумага. Марка бумаги КТ-05 выпускается толщиной 0,04 — 0,05 мм. Кабельная бумага марки К-120. Ее толщина 0,12 ми она пропитана трансформаторным маслом, имеющим хорошие диэлектрические свойства. Такими же свойствами обладает конденсаторная бумага, только толщина ее гораздо меньше.

Фибра

Изготовляется из бумаги и обрабатывается раствором хлористого цинка. Имеет малую механическую прочность по этому хорошо обрабатывается. Диэлектрическая прочность фибры составляет 5 – 11 кВ/мм. Не стойкая к щелочам и кислотам. Выпускается в виде листов и имеет толщину 0,6— 12 мм. Так же выпускается в виде трубок и круглых стержней. Из фибры делают каркасы катушек, прокладки.

Летероид

Электроизоляционный материал, который представляет собой одну из разновидностей фибры, имеющей малую толщину. Летероид выпускается в виде рулонов и листов и имеет толщину 0,1—0,5 мм.

Хлопчатобумажные ленты

Промышленность выпускает хлопчатобумажные ленты следующих разновидностей: киперную, тафтяную, батистовую и миткалевую.

Ленты производятся следующих видов и размеров:

  • Киперная лента ЛЭ изготавливается по ГОСТ4514-78 из х/б нити и имеет ширину 10—60 мм, а толщину 0,45 мм, используется в электромонтажных работах, для стягивания кабелей и проводов, для обвязки катушек, обмоток двигателей и трансформаторов;
  • Тафтяная лента ЛЭ изготавливается по ГОСТ4514-78 из х/б или шелковой нити и имеет ширину 10-50 мм с шагом 5мм, а толщину 0,25 мм, используется при проведении электромонтажных работ. Похожа на киперную ленту, отличается только плетением нити. По прочностным характеристикам уступает киперной ленте.
  • Батистовая лента ЛЭ изготавливается по ГОСТ4514-78 из х/б нити полотняного плетения, имеет ширину 10—20 мм и толщину 0,12-0,16-0,18 мм. Самая тонкая из лент. Может быть заменена тафтяной.
  • Миткалевая лента ЛЭ изготавливаются по ГОСТ4514-78, имеет ширину 12—35 мм и толщину 0,22 мм. По физическим свойствам менее прочная, чем киперная, но прочней тафтяной, хотя тоньше их.

Асбестовые материалы

Асбест — природный минерал, который имеет волокнистое строение. Качественным показателем асбеста является его высокая нагревостойкость (300 – 400°С) и низкая теплопроводность. Из асбеста изготавливают материалы в виде листов разной толщины в виде веревок разного диаметра и асбестовых тканей. У асбеста плохие электроизоляционные свойства (диэлектрическая прочность 0,6 – 1,2 кВ/мм). Чаще всего асбест применяют в качестве теплоизолятора. В качестве электроизолятора используется только в низковольтных установках.

Электроизоляционные лакированные ткани

Лакоткани и стеклоткани представляют собой гибкий материал и изготовляют из х/б, стеклянной или шелковой ткани. После этого ткань пропитывают масляно-битумным или масляным лаком или другим изоляционным составом. Они выпускаются рулонами толщиной 0,1—0,3 мм и шириной от 700 до 1000 мм. Марки лакоткани, выпускаемые промышленностью ЛХС, ЛХСМ, ЛХСС, ЛХЧ, ЛШС. Марки стеклоткани ЛСБ, ЛСМ, ЛСЭ, ЛСММ, ЛСК, ЛСКР, ЛСКЛ. Лакоткань шелковую марки ЛШС выпускают также и толщиной 0,08 мм, а ЛШСС может иметь толщину 0,04 мм.

Лакоткань

У марок лакотканей и стеклотканей аббревиатура в названии расшифровывается следующим образом:
Л — лакоткань;
X — хлопчатобумажная;
С — на втором месте — стеклянная;

К — на втором месте — капроновая;
С — на третьем месте — светлая;
К — на третьем месте — кремнийорганическая;
С — на четвертом месте — специальная;
Л — на четвертом месте — липкая;
Ч — черная;
Ш — шелковая;
Б — битумно-маслянноалкидная;
М — маслостойкая;
Р — резиновая;
Э — эскапоновая.
Стеклоткань имеет высокую нагревостойкостью. Марки ЛСКЛ и ЛСК — около 180°С, а марка ЛБС доходит до 130° С. Их электрическая прочность составляет 35 – 40 кВ/мм.

Стеклоткань

Лакоткань и стеклоткань используются в качестве электро и тепло изоляционных материалов. Чаще всего ими изолируют слои обмоток катушек.

Пленочные материалы

К этим материалам относятся лавсановая пленка, фторопластовая пленка, пленкоэлектрокартон

(электрокартон, оклеенный изоляционной пленкой, например триацетатной), терфан, мелинекс (полиэтилентерефталатные пленки). Данные изоляционные материалы имеют диэлектрическую прочность до 200 кВ/мм, прочность на разрыв равную 30 кг при толщине пленки 0,05 мм.
Их нагревостойкость достигает, а иногда и превосходит 120° С.

Фторопластовая пленка

Слоистые изоляционные материалы

К слоистым изоляционным материалам относятся текстолит, стеклотекстолит, и гетинакс.

Текстолит

Текстолит представляет собой слоистый изоляционный материал. Изготовлен методом прессованния при 150°С многослойной х/б ткани, пропитанную резольной смолой. По сравнению с другим изоляционным материалом, гетинаксом имеет более высокую механическую прочность, но худшие некоторые характеристики, такие, как влагостойкость и цена. Выпускается в форме цилиндров, стержней, трубок и листов. Имеет две основные марки: А — которая обладает высокой электрической прочностью, и Б — с лучшими механическими свойствами и хорошей влагостойкостью. Текстолит хорошо механически обрабатывается. Из него изготавливаются каркасы катушек, диэлектрические щиты, платы, штанги, прокладки. Благодаря хорошим износостойким свойствам из него делают шестеренки, вкладыши для подшипников.

Стеклотекстолит

Стеклотекстолит изготовляют та же, как и текстолит, только из стеклоткани, пропитанной теплостойкой смолой. Характеристики стеклотекстолита выше, чем у текстолита и гетинакса. Стеклотекстолит имеет высокую электрическую прочность (20 кВ/мм), большую механическую прочность, нагревостойкость (от 180 до 225° С) и влагостойкостью. Но имеет себестоимость выше текстолита.

Гетинакс

Гетинакс изготовляют из прессованной бумаги, пропитанной бакелитовой смолой. Современная промышленность выпускает в виде листов толщиной от 0,4 до 50 мм. Так же гетинакс выпускается в виде стержней различного диаметра. Гетинакс маркируется А, Б, В, Вс. Диэлектрическая прочность гетинакса составляет 20 – 25 кВ/мм и может работать как на воздухе, так и в масле. Гетинакс превосходно обрабатывается как ручным инструментом, так и станками. Из гетинакса могут изготовляться диэлектрические щиты, штанги, прокладки, платы, каркасы катушек и трансформаторов. К недостаткам можно отнести низкую нагревостойкость. При нагреве поверхность гетинакса обугливается и начинает проводить электрический ток.

Слюдяные изоляционные материалы

Слюдяные изоляционные материалы изготавливаются из слюды — минерала кристаллического строения. Слюду расщепляют на отдельные пластинки и склеивают с помощью лака или смолы. Промышленность выпускает несколько видов слюдяных изоляционных материалов. Это мусковит, миканит, флогопит. Мусковит обладает самыми лучшими характеристиками и применяется при изготовлении конденсаторов, прокладок электроприборов. Миканиты бывают гибкие (марки ГФС, ГМС), твердые (марки ПМГ, ПФГ), чаще используются для прокладок и формовочные (мари ФФГ и ФМГ). Миканиты применяются для изготовление каркасов и используются в качестве прокладок и для загильзовки в обмотках электрических машин. Слюдяные изоляционные материалы имеют высокую нагревостойкость порядка 130—180° С, диэлектрическую прочность в пределах 15—20 кВ/мм и отличную влагостойкость.


Из щипаной слюды, наклеенной на ткань или бумагу изготовляют микаленту. Микалента имеет ширину 12—35 мм и толщину 0,08—0,17 мм. Микалента выпускается марками ЛФЧ, ЛМЧ, ЛМС, ЛФС. В конце марки ставят римские цифры I или II. Миколента с цифрой I имеет повышенную электрическую прочность, а с цифрой II -нормальную электрическую прочность.
В настоящее время из за дефицита слюды как сырья и ее дороговизны, часто стали использовать отходы слюды. Из отходов стали изготавливать слюдяную бумагу, слюдиниты, стеклослюдиниты и другие электроизоляционные материалы.

Керамические изоляционные материалы

Фарфор

Фарфор или, так называемая, электротехническая керамика. Обладает такими свойствами, как нагревостойкость ( 150—170°С), диэлектрическая прочность (20—28 кВ/мм), высокая механическая прочность, устойчивость к проникновению воды ( воду не поглощает), устойчив к агрессивным средам, радиационным излучениям. Электротехническая керамика используется в таких отраслях, как электрика, электроника, автоматика и телемеханика, вычислительная техника. Из электротехнического фарфора делают различные изоляторы, изоляционные тяги.

Стеатит

Стеатит это керамический материал. Обладает высокой диэлектрической прочностью (30—50 кВ/мм). Благодаря хорошим диэлектрическим свойствам стеатит применяется для изготовления особо ответственных изоляторов и изоляционных узлов.

Виды электроизоляционных материалов, все о видах электроизоляционных материалов

Электроизоляционные материалы или диэлектрики – это материалы, которые используют для изоляции электрического тока или препятствуют его утечке между разными токопроводящими частями. Все виды электроизоляционных материалов характеризуются высоким электрическим сопротивлением.

Какие существуют виды электроизоляционных материалов

В зависимости от химического состава существуют следующие основные виды электроизоляционных материалов:

  • Органического состава;
  • Неорганического состава.

В молекулах органических диэлектриков основной составляющей является углерод, соответственно в неорганических материалах его нет. Неорганические диэлектрики, такие как слюда и керамика, обладают наибольшей нагревостойкостью.

В зависимости от способа получения диэлектрики делятся на естественные и синтетические. Синтетические используются более часто, потому что создаются с необходимыми физико-химическими свойствами, которые можно менять в зависимости от потребности.

Еще одним фактором, который делит виды электроизоляционных материалов на неполярные и полярные, является строение молекул. Материалы с электрически нейтральными атомами и молекулами, до воздействия на них электрического поля не обладают никакими подобными свойствами. К таким относится фторопласт-4 и полиэтилен. В пределах нейтральных электроизоляционных материалов выделяют ионные кристаллические диэлектрики, такие как кварц и слюда, в составе которых каждая пара ионов представляет собой электрически нейтральную частицу. Полярные диэлектрики имеют начальный электрический элемент до начала воздействия на него электричества и по сравнению с нейтральными у них повышенная проводимость и большое значение диэлектрической проницаемости. К ним относится поливинилхлорид и бакелит.

Подробнее о свойствах эбонита вы можете прочитать здесь.

Классификация видов электроизоляционных материалов по происхождению

Агрегатное состояние, в котором находится электроизоляционный материал, делит его на следующие основные виды:

  • Газообразные;
  • Жидкие;
  • Твердые.

Газообразные материи имеют естественное происхождение, и к ним относится:

  • Азот;
  • Атмосферный воздух;
  • Углекислый газ;
  • Гелий;
  • Неон;
  • Аргон;
  • Криптон.

Используют такие вещества крайне редко, даже в взрывозащищенном электрооборудовании.

Жидкие электроизоляционные материалы обладают высокими электрофизическими свойствами. Они делятся на невысыхающие растительные масла, нефтяные масла и синтетические жидкие диэлектрики. Главным недостатком является то, что все нефтяные масла пожароопасные, а синтетические жидкости очень токсичные. Поэтому, как диэлектрики, их практически не используют.

Количество твердых диэлектриков — самое большое, и они наиболее часто используются по назначению. Твердые электроизоляционные материалы делятся на следующие группы:

  • Органические;
  • Неорганические;
  • Элементоорганические.

Органические твердые диэлектрики представлены природными (шеллак, янтарь, канифоль), искусственными (этилцеллюлоза, шелк, бетоилцеллюлоза) и синтетическими (полиамиды, эпоксидные смолы) материалами. Все перечисленные твердые материалы могут использоваться для производства электроизоляционных деталей и конструкций не только в чистом виде, но и как производные. К производным материалам принадлежат слоистые пластики, пластмассы, лаки, слоистые пластики, микалекс и другие.

Важно заметить, что в производстве качественных продуктов используется одновременно несколько видов электроизоляционных материалов для достижения максимального эффекта. Единственной или классической формулы для сочетания пропорций разных материалов не существует, чтобы создать новый продукт проводят эксперименты.

классификация, применение, свойства и характеристики

Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.

Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.

При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.

Электроизоляционные материалы и сферы их применения

К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.

Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.

Свойства диэлектриков

Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.

Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.

Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).

Параметры изоляции

К числу основных относятся:

  • электропрочность;
  • удельное электрическое сопротивление;
  • относительная проницаемость;
  • угол диэлектрических потерь.

Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.

Классификация диэлектрических материалов

Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.

Твердые диэлектрики

Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).

Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.

Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.

Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.

Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.

Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.

К морозостойким диэлектрикам относятся компоненты, сохраняющие свои удельные свойства при температуре до -90 град. Цельсия. Наконец, в электроприборах, эксплуатируемых в космосе, применяются изоляционные материалы с повышенной вакуумной плотностью (например, керамика).

Жидкие диэлектрики

Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.

Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:

  • диэлектрическая проницаемость;
  • электропрочность;
  • электропроводность.

Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.

Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:

  1. Из нефти изготавливают трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла.
  2. Синтетические жидкости активно применяются в промышленном приборостроении. К их числу можно отнести соединения на основе фтор- и кремнийорганики. Кремнийорганические материалы способны выдерживать сильные морозы, они относятся к числу гигроскопичных, поэтому могут применяться в малых трансформаторах. С другой стороны, стоимость таких соединений намного выше, чем у нефтяных масел.
  3. Растительные жидкости крайне редко используются при изготовлении электроизоляции. Речь идет о касторовом, льняном, конопляном и других маслах. Все перечисленные вещества считаются слабополярными диэлектриками, поэтому могут применяться только для пропитки бумажных конденсаторов или для образования пленки в электроизоляционных лаках и красках.
Газообразные диэлектрики

Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.

Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.

Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.

Классификация по происхождению

По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.

Органические диэлектрики

Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.

Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.

Неорганические диэлектрики

Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.

Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.

Волокнистые электроизоляционные материалы

Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.

Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.

В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.

Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:

  • Y – максимальная температура 90 град. Цельсия. К данной категории относятся различные волокнистые изделия из хлопка, натуральных тканей и целлюлоза. Они не пропитываются и не дополняются жидкими электроизоляторами.
  • A – 105 град. Цельсия. Все материалы, перечисленные выше, и синтетический шелк, пропитываемые жидкими диэлектриками (погружаемые в них).
  • E – 120 град. Цельсия. Синтетические изделия, включая волокна, пленки и компаунды.
  • B – 130 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики, асбест и стекловолокно вкупе с органическим связующим и пропиткой.
  • F – 155 град. Цельсия. Слюдинитовые материалы, в качестве связующего звена которых выступают синтетические компоненты.
  • H – 180 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики с кремнийорганическими соединениями, выступающими в качестве связующего.
  • C – более 180 град. Цельсия. Все перечисленные выше изделия, в которых не используется связующее или применяются неорганические адгезивы.

Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.

Электроизоляционные материалы

Электроизоляционные материалы — вещества, служащие для изоляции токоведущих частей электрических устройств (например: обмотки машин и аппаратов, провода, линии электропередачи и т. п.). Электроизоляционные материалы обеспечивают прохождение электрического тока по намеченным в электрических устройствах путям и препятствуют утечке тока. Качество изоляции электроустановок определяет надежность работы последних. Наибольшее количество аварий в электроустановках вызвано нарушениями изоляции.

Качество электроизоляционных материалов зависит от их электрических и механических свойств, их теплостойкости, кислотоустойчивости и устойчивости против других физико-химических воздействий. Электрические свойства электроизоляционных материалов в основном характеризуются: сопротивлением или электропроводностью изоляции; чем меньше ток утечки, тем электроизоляционный материал лучше.


В качестве электроизоляционных материалов используют диэлектрики, которые по сравнению с проводниковыми материалами обладают значительно большим удельным объёмным электрическим сопротивлением. Большое распространение получили электроизоляционные материалы из фторопласта.  Фторопласт обладает высокой электрической прочностью. Электроизоляционные материалы из фторопласта применяются там, где требуется сочетание высокой теплостойкости с хорошими диэлектрическими свойствами и химической стойкостью.

ООО «Пластполимер-ПРОМ»  предлагает широкий ассортимент электроизоляционных материалов из фторопласта и композиций на его основе:

 

  • фторполимерные термоусаживающиеся трубки — предназначены для электрической изоляции и дополнительной механической защиты выводных проводов и изоляции мест соединений обмоточных проводов в лобовых частях погружного электрооборудования; для герметизации кабель-зондов скважинной геофизической аппаратуры, работающей в контакте с пластовыми водами, газами, нефтью; в радиоэлектронных и других приборах; при монтаже бортовых электрических сетей в транспортных средствах и др.

  • пленка фторопластовая липкая нефтестойкая Ф-4 ЭОЛН — электроизоляционный материал, применяется для изоляции проводов, кабелей, мест соединений, находящихся в условиях агрессивных сред. Особенно успешно пленка Ф-4ЭОЛН применяется при ремонте и сращивании кабелей погружных электронасосов, работающих в нефтяных скважинах в контакте с пластовой жидкостью (смеси нефти, воды и газа), для наружной изоляции трансформаторных катушек. 

  • трубки термоусаживающиеся из Ф-4Д типа ТАФ — применяются в качестве электроизоляционного материала и антиадгезионного покрытия металлических деталей.

  • трубки из фторопласта-4Д напорные — применяются для изготовления различных деталей антикоррозионного и электроизоляционного назначения.

  • трубки из фторопласта-4Д специальные — электроизоляционные материалы, используются в качестве шлангов для подвода воды к высоковольтным обмоткам турбо- и гидрогенераторов, к охладителям тиристорных преобразователей.

  • стержни и профили из фторопласта 4 — электроизоляционные материалы, применяемые для изготовления методом механической обработки деталей электротехнического, антикоррозионного и антифрикционного назначения (прокладки, кольца, манжеты и др. ).

  • пленка из фторопласта 4МБ — применяется для электроизоляции в радиотехнической, электротехнической и кабельной отраслях промышленности.

  • антифрикционная композиция ФБФ-74 Д — электроизоляционное покрытие, предназначенное для получения на металлических изделиях 

  • антифрикционных покрытий, защищающих от атмосферной коррозии, а также для изоляции проводов.

 


Электроизоляционные материалы производства компании Пластполимер-ПРОМ изготавливаются в соответствии с ТУ и соответствуют государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам.


Основные свойства электроизоляционных материалов » Строительно-информационный портал


Электроизоляционные материалы – продукция, которая используется для изоляции токопроводящих деталей. Основными характеристиками электроизоляции являются электрическая прочность и высокое удельное сопротивление. Электрические потери и напряжения не могут ее разрушить. Для каждого из электроизоляционных материалов, которые в Екатеринбурге предлагает компания «Изолит-Урал» https://izolitural.ru/, установлены свои параметры нагревостойкости. Это предельно допустимые температуры, которые может перенести конкретный диэлектрик при длительном воздействии.

Электрические характеристики


В электрических приборах и системах электроизоляционные материалы применяются для создания между имеющими разные потенциалы деталями среды, препятствующей прохождению электрического тока. К их электрическим характеристикам относят относятся объемное и поверхностное сопротивление, диэлектрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь и электрическая прочность. Образующие обмоточную изоляцию диэлектрики в электрических установках должны быть устойчивы к воздействию тока. При увеличении напряжения интенсивность этого воздействия растет. Электроизоляционные свойства материал теряет при достижении критического значения этого показателя. Происходит пробой диэлектрика. Пробивным называют напряжение, вызывающее такие последствия.

Физико-химические характеристики


Одним из важных параметров этой категории является вязкость, свойственная жидким диэлектрикам. От нее зависит их проникающая способность при пропитке проводов. Вязкость может быть условной или кинематической. Для измерения первой используют градус Энглера, для второй – стокс. Для твердых диэлектриков определяют температуры размягчения, каплепадения, вспышки паров. При воздействии температур, влажности, щелочей, кислот характеристики диэлектриков могут меняться. При выборе нужно учитывать морозо-, хим- и влагостойкость.

В отдельную категорию выделяют термопластичные электроизоляционные материалы. В холодном состоянии они являются твердыми. При этом они могут растворяться в некоторых растворителях при нагреве. Затвердевание снова происходит при снижении температуры. Способность растворяться при размягчении от нагрева при этом сохраняется. Молекулярная структура диэлектрика не меняется от таких преобразований. Термореактивные материалы – противоположный вариант. Они отвердевают при тепловой обработке. В растворителях они при размягчении не растворяются, их молекулярное строение необратимо меняется.

Электроизоляционные лаки : виды, применение, назначение.

                  Сегодня для электрической изоляции оборудования и рабочих узлов применяются лакокрасочные материалы на основе различных пленкообразователей. Но основная роль в задаче по обеспечению электроизоляции принадлежит поликонденсационным смолам, из которых производятся различные эмали и лаки. Под поликонденсационными смолами подразумеваются алкидные, фенольные, алкильные, эпоксидные и другие материалы. Трансформаторы и конденсаторы, электромоторы и резисторы, радиодетали и электрически активные узлы машин, провода, обмотка – все это требует электрической изоляции, которую успешно обеспечивают электроизоляционные лаки и эмали.                  В свою очередь наряду с электроизоляционными характеристиками эти материалы обладают также физико-механическими и декоративными свойствами, предоставляя комплексное решение проблемы окраски электрооборудования. Среди главных технологических требований, выставляемых к таким электроизоляционным лакокрасочным изделиям, является их способность быстро просыхать в толстом объеме (порядка нескольких миллиметров), достаточно высокая термостойкость (как правило – до 150-160°С), и термоусадчивость (уменьшение коэффициента термического растяжения), а также многие другие свойства. Каждый из таких обязательных показателей – это обеспечение безопасности жизни и здоровья человека, работающего с электрооборудованием. Чаще всего электроизоляционными ЛКМ покрывают поверхности механизмов и машин – статоры и роторы, эксплуатируемые в электрически опасных условиях. 

           Также ими пропитывают обмотки машин, генерирующих или модулирующих электрический ток, красят внутренние части трансформаторов, электрических станций и подстанций. Способ нанесения электроизоляционных лакокрасочных материалов может быть разным, в зависимости от консистенции краски или лака, используемого для разбавления растворителя, вида и типа поверхностей и изделий, которые предстоит обработать, также условий, в которых они будут эксплуатироваться. Поэтому в современной промышленности используются самые различные варианты нанесения электроизоляционных лакокрасочных материалов на поверхности и узлы электрооборудования, среди которых: 

• Пропитка – ЛКМ пропитывают полимерные ткани, войлоки, обмотку электродвигателей; 

• Окунание – детали на определенное время окунают в ЛКМ; 

• Струйный облив – детали подставляют под струю ЛКМ 

• Распыление – ЛКМ наносится методами пневматического или безвоздушного распыления. 

Поскольку для электротехнических изделий доминирующим фактором старения электроизоляционных материалов и систем изоляции является температура, то для оценки стойкости электрической изоляции к воздействию температуры приняты классы нагревостойкости в соответствии с ГОСТ 8865. Классы нагревостойкости изоляции Обозначение класса нагревостойкости Y A E B F H 200 220 250 Температура, °C 90 105 120 130 155 180 200 220 250 Класс нагревостойкости изоляции электротехнического изделия отражает максимальную рабочую температуру, свойственную данному изделию при номинальной нагрузке и других условиях. Изоляция под действием данной максимальной температуры должна иметь нагревостойкость не менее температуры, соответствующей классу нагревостойкости электротехнического изделия. 

      Электроизоляционные лакокрасочные материалы Электроизоляционные ЛКМ можно классифицировать по следующим признакам: 

1. По типу пленкообразователя: 

2. По типу материала: 

• электроизоляционные лаки; 

• электроизоляционные эмали. 

        В электротехнической и электронной промышленности нашли широкое применение следующие марки электроизоляционных лаков и эмалей: Электроизоляционные лаки. Лак БТ-99 – предназначен для покрытия обмоток электрических машин и аппаратов, а также других изделий, работающих внутри помещения. Лак БТ-99 редставляет собой смесь раствора нефтяного битума специального с алкидным лаком с добавлением растворителя и сиккатива. После высыхания лак образует однородную черную гладкую пленку без механических примесей. Сушка лака до степени 3 производится как при естественных условиях в течение 24 часов, так и при 107 оС в течение получаса. Термоэластичность пленки лака при 150 оС составляет 1 час. Электрическая прочность пленки (т.е. та минимальная напряженность электрополя, при превышении которой пленка лака начинает проводить ток) при 20 оС – не менее 55 МВ/м. Гарантийный срок хранения лака БТ-99 – 12 мес. с даты изготовления.              Лак БТ-987 по своему назначению и техническим характеристикам близок к лак БТ-99 за исключением, пожалуй показателя «Термоэластичность при 150 оС» – 8 ч. Глифталевый Лак ГФ-95 предназначается, для пропитки обмоток электрических машин, аппаратов и трансформаторов с изоляцией класса нагревостойкости «В». По составу он представляет собой раствор глифталевого лака, модифицированного смесью растительного масла с канифолью, с добавкой меламиноформальдегидной смолы и органических растворителей. Это лак горячего отверждения с температурой сушки 105 – 110 оС. После высыхания лак образует глянцевую однородную гладкую пленку, с термоэластичностью 48 ч и электрической прочностью не менее 70 МВ/м (при 20 оС). Разбавление лака до рабочей вязкости производится ксилолом, толуолом, сольвентом или смесью любого из этих растворителей с уайт-спиритом в соотношении 1:1. Гарантийный срок хранения лака — 12 месяцев со дня изготовления.               Лак МЛ-92 предназначается для пропитки обмоток электрических машин, аппаратов и трансформаторов и для покрытия электроизоляционных деталей. Лак МЛ-92 имеет класс нагревостойкости «В». Он представляет собой раствор смеси глифталевого лака и меламиноформальдегидной смолы К-421-02 в органических растворителях. Лак МЛ-92 высыхает при температуре 105 – 110 оС в течение 1 часа. После высыхания лак образует глянцевую гладкую, однородную поверхность от светло- коричневого до темно- коричневого цвета. 

         Термоэластичность пленки лака – 48 ч, электрическая прочность – не менее 70 МВ/м. 

Гарантийный срок хранения лака — 12 месяцев со дня изготовления. 

        Кроме перечесленных марок электроизоляционных лаков можно также упомянуть: 

Лак КО-916, предназначенный для покрытия электротехнической стали, электронных плат, пропитки обмотки электроприборов, а так же для получения стекловолокнистой изоляции на проводах. Лак КО-916 представляет собой раствор в этилцеллозольве полиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной полиэфиром.  Лак ЭП-9114 используется для защиты печатных узлов, эксплуатируемых в широком диапазоне температур в любой климатической зоне. Представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из раствора эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя. После высыхания он создаёт надёжное, долговечное покрытие, устойчивое к воздействию переменных температур в интервале от – 60 °С до + 125 °С не менее 5 циклов. Время высыхания лака ЭП-9114 до степени 3 при температуре 60 – 62 °С – не более 2 часов. Лак ЭФ-9179 был разработан в качестве замены лака ЭП-9114. Соответственно, его область применения – влагозащита радиодеталей и блоков электро- и радиоаппаратуры, изготовленных с применением печатного монтажа. Основными преимуществами лака ЭФ-9179 по сравнению с ЭП-9114 являются его однокомпонентность и более высокая скорость высыхания покрытия. Время высыхания покрытия лака до степени 3 при температуре 60 °С не превышает 30 мин. Электроизоляционные эмали. Из эмалей наибольшей популярностью традиционно используется Эмаль ГФ-92, предназначенная для покрытия и отделки обмоток и деталей электрических машин и аппаратов с изоляцией класса нагревостойкости «В». Она представляет собой суспензию пигментов в глифталевом лаке с добавлением сиккатива, растворителей и меламиноформальдегидной смолы. В зависимости от температуры высыхания и назначения выпускаются две марки эмали: 

• ГФ-92ХС серая и красно-коричневая – для покрытия неподвижных обмоток электрических машин;

•ГФ-92ГС серая – для покрытия неподвижных и вращающихся частей обмоток электрических машин и аппаратов. 

Время высыхания эмали ГФ-92ХС – 24 ч при 20 оС, ГФ-92ГС – 3 ч при температуре 105 – 110 оС. При высыхании эмаль образует ровное, гладкое, глянцевое покрытие, обладающее термоэластичностью от 1 до 10 ч в зависимости от цвета эмали и режима высыхания. Электрическая прочность эмали ГФ-92 – не менее 30 МВ/м при 20 оС. 

          Эмаль наносится на поверхность методами распыления, окунания и наливом. Перед нанесением эмаль разбавляется до рабочей вязкости сольвентом, ксилолом, толуолом или смесью ксилола с нефрасом или уайт-спиритом в соотношении 1:1. Исходная вязкость эмали ГФ-92 составляет 20 – 70 с по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 6 мм. Гарантийный срок хранения эмали 12 месяцев с даты изготовления. Наряду с эмалью ГФ-92 используются и другие марки электроизоляционных эмалей: Эмаль ЭП-992 горячей сушки различных расцветок. Применяется для покрытия лобовых частей, секций катушек и других узлов и деталей электрических машин и аппаратов с изоляцией класса нагревостойкости F (до 155 оС), в том числе для вращающихся частей (якорей, роторов), и для окрашивания постоянных непроволочных резисторов. 

Эмали марок ЭП-992П, ЭП-992Р, ЭП-992У горячей сушки различных расцветок. Применяются для окрашивания постоянных непроволочных резисторов, других радиодеталей, узлов и блоков электро- и радиоаппаратуры. Эмаль марки ЭП-992П отличается повышенной стойкостью к покрывным лакам для печатных плат, термоциклированию (диапазон температур от — 60 до +155)°С, а также к кратковременному действию расплава припоя. Эмаль ЭП-992Р имеет высокую тиксотропию. Эмаль марки ЭП-992У имеет высокий сухой остаток. Максимальная рабочая температура покрытия эмалей составляет плюс 155°С (класс нагревостойкости F). 

Эмаль ЭП-9111 – эмаль воздушной (естественной) сушки. Применяется для покрытия обмоток и деталей электрических машин и аппаратов (в том числе вращающихся частей) с изоляцией класса нагревостойкости F. Отличается высокой скоростью высыхания покрытия на воздухе (2 ч до степени 3), высокими диэлектрическими свойствами и атмосферостойкостью покрытия. Возможна и горячая сушка покрытия при температурах 110 — 130°С в течение 30 – 60 мин. Эмаль ЭФ-9155 – эмаль воздушной (естественной) сушки различных цветов. Предназначена для получения электроизоляционных покрытий обмоток, узлов и деталей электрических машин и аппаратов (в том числе вращающихся частей) с изоляцией класса нагревостойкости F. Эмаль образует эластичное и глянцевое покрытие, высыхающее на воздухе до степени 3 в течение не более 4 ч (полное высыхание – не более 24 ч). 

Эмаль ПЭ-9114 – эмаль горячей сушки различных цветов.                          

         Применяется для окрашивания постоянных непроволочных резисторов, других радиодеталей с длительно допустимой рабочей температурой покрытия до плюс 200°С, а также для получения электроизоляционных покрытий обмоток и узлов электрических машин и аппаратов с изоляцией класса нагревостойкости Н (до 180 оС). В заключении хочу отметить, что все электроизоляционные ЛКМ имеют в своем обозначении цифру «9» (например, лак ГФ-95, эмаль ЭП-992), означающую, что данный материал по своему назначению относится к группе электроизоляционных. Однако этой же цифрой обозначаются и электропроводные материалы (например, эмаль ХС-928), предназначенные для снятия статического электричества с металлических и неметаллических поверхностей.

           

               ВИДЕО НА ТЕМУ: 

      ВМЕСТЕ С ЭТИМ ЧИТАЮТ: 


Ключевые физические свойства изоляционных материалов

Все, от промышленных печей до смартфонов, нуждается в защите для обеспечения безопасности людей. Однако работа с непредсказуемыми элементами и опасными материалами создает опасную среду, в которой людям может быть нанесен серьезный вред. Вот где на помощь приходит изоляция. Вот основные физические свойства изоляционных материалов.

Возможности изоляции

Первое, что вам нужно понять об изоляционном материале, — это его способность к изоляции.Независимо от того, нужна ли вам защита от тепла или электричества, вы должны знать способность материала препятствовать течению этих элементов.

Теплопроводность

Теплопроводность, как следует из названия, измеряет, насколько хорошо предмет позволяет теплу проходить через него. Когда два объекта соприкасаются, тепло передается между ними, даже если это номинальное количество. Вспомните случай, когда вы прикоснулись к кубику льда. Первое, что вы почувствовали, — это жгучий холод льда на вашей коже — лед передает вам свою низкую температуру при контакте.Тем не менее, если вы продолжите держать лед, тепло вашего тела передаст ему и превратит кубик в воду.

Теплопроводность работает одинаково во всех сценариях — тепло перемещается между соприкасающимися твердыми, жидкими и газовыми объектами. Единственная разница в том, насколько быстро. Некоторые теплоизоляторы обладают относительно высокой теплопроводностью и не могут долго удерживать тепло. Другие изоляторы могут сопротивляться теплопередаче в течение длительного времени, удерживая тепло в желаемой области.

Пределы температуры

По определению, теплоизолятор должен взаимодействовать с высокими температурами.Тем не менее, у каждого предмета есть точка плавления, хотя она может быть невероятно высокой. При поиске новой изоляции вы должны учитывать пределы рабочих температур для материала. Если пенопласт продолжает плавиться при текущем рабочем нагреве, возможно, пришло время для изделий более высокого качества, которые смогут удовлетворить ваши производственные потребности.

Электропроводность

Изоляция применяется не только для управления теплом; электричество тоже должно оставаться на своем месте. Электропроводность описывает способность электричества проходить через объект.Высокая электропроводность означает, что объект позволяет электричеству проходить через него. Такие предметы, как медные провода и сверхпроводники, должны пропускать электричество.

Однако электрическая проводимость электроизоляционных материалов должна быть довольно низкой. Эти изоляторы должны удерживать электрический поток в установленных пределах; в противном случае отключенное электричество могло течь беспрепятственно. Электрическая изоляция снижает вероятность поражения электрическим током и электрических пожаров, повышая безопасность всех людей и машин поблизости.

Диэлектрическая прочность

Электрическая изоляция может выдерживать сильные токи протекающего электричества. Однако у изоляторов есть точка пробоя, когда их электроны изгибаются под действием тока и становятся проводящими. Диэлектрическая прочность изолятора описывает это явление и то, какое напряжение может выдержать материал.

Диэлектрическая прочность имеет решающее значение для измерения каждого материала, поскольку она напрямую влияет на область применения. Если вам нужен изолятор, выдерживающий десять киловольт на миллиметр, вы не можете использовать материал, который станет проводящим при восьми.Таким образом, диэлектрическая прочность — отличный способ сравнить материалы и найти подходящие для вашего промышленного использования.

Структурные особенности

Хотя каждый изолятор связан с тем, от чего он изолируется, существуют и другие свойства, которые определяют его жизнеспособность. Эти дополнительные структурные особенности критически важны для оценки перед применением материала.

Плотность

Плотность материала определяет скорость движения электричества или тепла через него. Представьте, что источник тепла пытается согреть вашу руку на другой стороне листа бумаги.Тепло будет проходить через этот тонкий объект с низкой плотностью довольно быстро, и вы почувствуете тепло почти сразу. Но замените бумагу на кусок полированного бетона высокой плотности, и вам потребуется некоторое время, чтобы что-то почувствовать. Это потому, что количество вещества на единицу объема в объекте является определяющим фактором скорости диффузии.

Огнестойкость

В ситуациях, связанных с нагревом или электричеством, пожар может начаться в любой момент. Молекулы, которые нагреваются, нуждаются в малейшем толчке, чтобы зажечь пламя.Огнестойкость — это критически важный показатель, который инженеры должны предвидеть. Классификация материала по огнестойкости определяет сферу его применения.

Воспламеняемость материала — серьезная проблема для безопасности рабочих на промышленном объекте. Материалы с низкой температурой размягчения могут плавиться или загореться при воздействии чрезвычайно высоких температур. Если легковоспламеняющийся материал изолирует от сильной жары, это может привести к пожару, который поставит под угрозу жизнь обслуживающего персонала.

Паропроницаемость

Во многих тепловых процессах участвует вода. По крайней мере, испарение воды в сырье. Когда твердые предметы нагреваются, все внутренние газы и жидкости также нагреваются. Водяной пар часто поднимается из сырья во время обработки продукта. Чтобы учесть это, изоляторы должны обладать определенной паропроницаемостью.

Теплоизолятор по-прежнему будет удерживать тепло в своих пределах, но пары, циркулирующие внутри, — это совсем другое дело.Изолирующий материал с высокой паропроницаемостью позволит любой задержанной воде через его поры выйти из внутренней камеры. Это идеально подходит для процессов, требующих полностью сухого конечного продукта. Непроницаемый изолятор не пропускает ничего — тепла или жидкости. Инженеры должны учитывать это явление при работе, чтобы избежать нежелательного скопления воды.

Тепловое расширение

Предположим, вы устанавливаете теплоизоляционный лист в ограниченном пространстве для сохранения тепла в замкнутом пространстве.Хотя вам понадобится плотно закрытая область, улавливающая тепло, вам также понадобится место, чтобы предметы расширялись при нагревании. Важно отметить, что тепловое сопротивление теплоизолятора будет влиять на то, насколько сильно нагревается материал, влияя на размер его расширения.

Но в определенных условиях изолятор, который слишком сильно расширяется в присутствии тепла, может повредить систему или устройство. Статистика теплового расширения имеет жизненно важное значение для успешного внедрения нового изоляционного материала.

Помните о ключевых физических свойствах изоляционных материалов, когда вы найдете следующее решение для ваших потребностей в обработке и производстве.Если у вас есть какие-либо вопросы по изоляционным материалам, обратитесь к нашей команде в Red Seal Electric Company сегодня.

Свойства изоляторов | Sciencing

Изолятор — это материал, который плохо проводит электричество или тепло. Некоторые распространенные изоляторы включают дерево, пластик, стекло, фарфор и пенополистирол; Пенополистирол и пластик находят широкое применение в быту. Полы, крыши и подвалы часто имеют изоляцию из пенополиуретана, так как это снижает расходы на отопление за счет сохранения тепла в домах.Ряд свойств ограничивают способность изолятора проводить тепло и электричество.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Изоляторы плохо проводят тепло и электричество из-за прочной связи электронов в их атомах и молекулах. Примеры включают воздух, резину, тефлон, пенополистирол, ткань и стекловолокно.

Высокое сопротивление

Способность препятствовать прохождению электрического тока известна как электрическое сопротивление; это свойство измеряется в единицах, называемых омами.Когда 1 вольт производит 1 ампер тока в объекте, сопротивление составляет 1 Ом. Ом — очень маленькая единица сопротивления; у проводника может быть сопротивление в один или два Ом, тогда как у изоляторов есть миллиарды омов. Все материалы, кроме сверхпроводников, обладают некоторым сопротивлением; у проводников низкое сопротивление, а у изоляторов высокий уровень сопротивления.

Напряжение пробоя

Все изоляторы будут проводить тепло и электричество, если они подвергаются воздействию очень высокого напряжения.При очень высоких напряжениях состав материала теряет свои изоляционные свойства; напряжение, при котором происходит это изменение, известно как напряжение пробоя, также известное как электрическая прочность диэлектрика. В качестве примера рассмотрим воздух, который обычно является отличным изолятором. Молния проходит через воздух, потому что ее очень высокое напряжение подавляет или разрушает способность воздуха к изоляции. Разные изоляторы имеют разное напряжение пробоя и используются для разных целей. Например, пластик можно использовать в качестве изолятора в домашних условиях, где напряжение не очень высокое, но его нельзя использовать в промышленных целях.Керамика — один из лучших изоляторов для таких применений, поскольку имеет очень высокое напряжение пробоя.

Атомная структура изоляторов

В изоляторах валентные (внешние) электроны прочно удерживаются вместе. Когда движение электронов ограничено, ток не может течь, что делает вещества с этим свойством, например неметаллы, такие как стекло, дерево и пластик, отличными изоляторами. Это также препятствует прохождению тепла. Причина, по которой большинство жидкостей и водных растворов не являются хорошими электрическими изоляторами, заключается в том, что они содержат ионы, которые пропускают электрический ток; то же самое касается влажного пластика и дерева.

Воздухопроницаемость

Воздухопроницаемость, способность материала пропускать воздух через свои поры, является необходимым свойством для некоторых тепло- или теплоизоляторов. Хорошие изоляторы обладают высокой воздухопроницаемостью, поскольку сам воздух является хорошим изолятором. Примеры включают ткань, такую ​​как рукавицы для духовки, и стекловолокно, используемое для теплоизоляции дома.

Стандартные изоляционные материалы, используемые в электротехнике.

Материал, который очень сильно сопротивляется прохождению электрического тока или полностью сопротивляется электрическому току, называется изоляционным материалом.В изоляционных материалах валентные электроны прочно связаны со своими атомами.

В электрическом поле целью любого изоляционного материала является разделение электрических проводников без прохождения через них тока. Такие материалы, как ПВХ, стекло, асбест, жесткий ламинат, лак, смола, бумага, тефлон и резина, являются очень хорошими электрическими изоляторами. Изоляционный материал используется в качестве защитного покрытия электрических проводов и кабелей.

Самым важным изоляционным материалом является воздух.Кроме того, в электрических системах используются твердые, жидкие и газообразные изоляторы.

Зачем нужна электрическая изоляция

Поражение электрическим током, вызванное прохождением тока через тело человека, может привести к физиологическим эффектам, возникающим в результате смертельных травм в результате непроизвольной смерти от фибрилляции желудочков (прекращается ритмическое насосное действие сердца) или мышечное сокращение.

Напряжение постоянного тока до 40 вольт и напряжение переменного тока до 60 вольт в лучших условиях считаются безопасными пределами для человеческого тела, но помимо этого считается опасностью, и для предотвращения этого требуется электрическая изоляция.Сопротивление электрическому току измеряется в омах. Металлы реагируют на прохождение электрического тока с очень небольшим сопротивлением и называются проводниками. Как упоминалось ранее, такие материалы, как асбест, фарфор, ПВХ, сухая древесина, обладают высоким сопротивлением прохождению электрического тока и называются изоляторами.

Сухая древесина обладает высоким сопротивлением, но при намокании водой ее сопротивление падает, и она может пропускать электричество. То же самое и с кожей человека. Когда кожа сухая, она имеет высокое сопротивление электрическому току, но когда она влажная, сопротивление падает.Поэтому любой электрик должен принять меры предосторожности при попадании воды в окружающую среду или на кожу и использовать необходимые изоляционные материалы. Лучшее средство защиты людей от находящихся под напряжением проводов и частей — это изоляция.

Применение изоляционных материалов

Кабели и линии передачи :

Изоляционный материал обычно используется в качестве защитного покрытия электрических проводов и кабелей. Жилы кабеля, которые соприкасаются друг с другом, должны быть отделены и изолированы с помощью изоляционного покрытия на каждой жиле, например.грамм. полиэтилен, сшитый полиэтилен-сшитый полиэтилен, поливинилхлорид-ПВХ, тефлон, силикон и т. д. Подвесные дисковые изоляторы (втулки) используются в неизолированных кабелях для передачи высокого напряжения, где они поддерживаются электрическими столбами. Втулки изготавливаются из стекла, фарфора или композитных полимерных материалов.

Электронные системы:

Все электронные приборы и инструменты широко содержат печатные платы с различными электронными компонентами. Печатные платы изготавливаются из эпоксидной пластмассы и стекловолокна.Все компоненты электроники закреплены на изолированной печатной плате. В SCR (полупроводниковых выпрямителях), транзисторах и интегральных схемах кремний используется в качестве проводящего материала и может быть преобразован в изоляторы с помощью процесса нагрева и кислорода.

Энергетические системы:

Трансформаторное масло широко используется в качестве изолятора для предотвращения дугового разряда в трансформаторах, стабилизаторах, автоматических выключателях и т. Д. Изоляционное масло может выдерживать изоляционные свойства до определенного напряжения электрического пробоя.Вакуум, газ (гексафторид серы), керамическая или стеклянная проволока — другие методы изоляции в высоковольтных системах. Малогабаритные трансформаторы, генераторы и электродвигатели содержат изоляцию на катушках проводов с помощью полимерного лака. Изолента из стекловолокна также используется в качестве разделителя катушек намотки.

Бытовые переносные приборы:

Все переносные электрические приборы изолированы, чтобы предотвратить поражение электрическим током.

  • Изоляция класса 1 содержит только основную изоляцию на проводе, а металлический корпус заземлен в основной системе заземления.Третий контакт вилки питания предназначен для заземления.
  • Изоляция класса 2 означает устройство с «двойной изоляцией». Все внутренние электрические компоненты должны быть полностью заключены в изолированный корпус, который предотвратит короткое замыкание с токопроводящими частями.

Изоляционная лента для электрических кабелей:

ПВХ-ленты широко используются для изоляции электрических проводов и других токопроводящих частей. Он изготовлен из винила, так как хорошо тянется и обеспечивает эффективную и долговечную изоляцию.Изолента для изоляции класса H изготавливается из стеклоткани.

Средства индивидуальной защиты:

СИЗ защищают людей от поражения электрическим током. СИЗ, такие как изолирующая защита головы, защита глаз и лица, а также изолирующие перчатки, необходимы для защиты от всех распространенных электрических опасностей. Изолированные инструменты и защитные экраны необходимы для безопасной работы электрика. Диэлектрическая обувь (неметаллическая защитная обувь) или обувь для защиты от поражения электрическим током изготавливается с непроводящей, устойчивой к поражению электрическим током подошвой и каблуком.

Коврики резиновые электротехнические:

Изоляционные маты для электрических целей находят широкое применение на различных подстанциях, электростанциях и т. Д. Коврики используются для покрытия пола под панелями управления, чтобы обеспечить безопасность рабочего из-за любых возможна утечка тока.

Список некоторых распространенных изоляционных материалов

  • A.B.S.
  • АЦЕТАТ
  • АКРИЛОВЫЕ
  • БЕРИЛЛИЯ ОКСИД
  • КЕРАМИЧЕСКИЕ
  • DELRIN
  • ЭПОКСИДНЫХ / СТЕКЛОВОЛОКНО
  • СТЕКОЛ
  • Kapton
  • KYNAR
  • LEXAN
  • зубец
  • меламин
  • СЛЮДА
  • НЕОПРЕН
  • НОМЕКСА
  • НЕЙЛОН
  • P.E.T. (Полиэтилентерефталат)
  • фенольных
  • ПОЛИЭФИРА (Mylar)
  • POLYOLEFINS
  • ПОЛИСТИРОЛ
  • полиуретановых
  • ПВХ (Polyvinylcloride)
  • СИЛИКОНА / СТЕКЛОВОЛОКНО
  • силиконовой резина
  • ТФЭ (тефлон)
  • термопласты
  • Электроламповых БУМАГА, ЛЕНТА и ПЕНА
  • НЕОПРЕН
  • ПОЛИСТИРОЛ
  • ПОЛИУРЕТАН
  • СИЛИКОН
  • ВИНИЛ
  • ЛАМИНАТЫ
  • ЛАМИНАТЫ

Электрические изоляционные материалы Стандарты электроизоляционных материалов 9000 — это стандарты для электрических изоляционных материалов. свойства материалов, используемых в основном в качестве электроизоляции в устройствах и сопутствующем оборудовании.Эти свойства включают напряжение пробоя диэлектрика, электрическую прочность, потери переменного тока, диэлектрическую проницаемость (диэлектрическую постоянную), сопротивление и проводимость постоянному току, коэффициент рассеяния, ионообменную емкость, ионное сопротивление и другие физические свойства. Эти стандарты электроизоляционных материалов позволяют производителям, особенно производителям полупроводников, проверять и оценивать такие материалы и оборудование, чтобы гарантировать их квалификацию для безопасного использования.

Заключение:

Контроль опасности поражения электрическим током является важной частью каждой программы безопасности и здоровья.От электрика требуется полное знание изоляционных материалов и норм безопасной работы. Каждый имеет право работать в безопасных условиях.

Ссылки

  • Собственный опыт автора
  • ASTM D1711 — 11a Стандартная терминология, относящаяся к электрической изоляции

Что такое электроизоляционный материал? Определение и свойства

Определение: Материал, не пропускающий электричество, известен как электроизоляционный материал.Заряд изоляционного материала не перемещается свободно, или, другими словами, он обеспечивает путь с высоким сопротивлением для электрического тока, через который электрический ток почти не может проходить через него. Он используется в воздушной линии электропередачи между опорой и проводником для предотвращения прохождения электрического тока от проводника к земле.

Свойства электроизоляционного материала

Изоляционный материал должен обладать следующими свойствами.

  1. Материал должен иметь высокую механическую прочность, чтобы выдерживать натяжение и вес проводников.
  2. Они должны иметь высокую диэлектрическую прочность.
  3. Материал обладает высоким сопротивлением, предотвращая прохождение тока утечки от проводника на землю.
  4. Материал непористый и не содержит примесей.
  5. Электрические и химические свойства материала не должны зависеть от температуры.

Электроизолятор изготавливается из закаленного стекла или высококачественного фарфора, обработанного мокрым способом.Фарфор обычно покрывается коричневой глазурью по всей открытой поверхности, но иногда также используется кремовый изолятор.

При изготовлении линейного изолятора использовалось предварительно напряженное или закаленное стекло. Поверхностный слой изолятора из закаленного стекла находится в состоянии сильного сжатия, благодаря чему он может выдерживать высокие механические и термические нагрузки. Изоляционный материал упрочняется за счет нагрева материала выше его температуры деформации, и он охлаждается от воздуха на его поверхности.

Ниже приведены преимущества изоляторов из закаленного стекла перед фарфоровыми изоляторами.

  1. Изолятор из закаленного стекла имеет большую прочность на прокол.
  2. Они обладают большей механической прочностью, поэтому меньше поломок при транспортировке и установке.
  3. Они обладают высоким тепловым запасом, устойчивостью и, следовательно, снижены повреждения от мощного пробоя.
  4. Если изолятор поврежден по электрическим или механическим причинам, внешний навес разобьется и упадет на землю.Колпачок и штифт остаются достаточно прочными, чтобы поддерживать провод в положении, в котором они находятся.
  5. Срок службы изолятора из закаленного стекла долгий.

Стеклянный изолятор имеет недостатки, заключающиеся в том, что на его поверхностях легко конденсируется влага. Но характеристики стеклянного изолятора практически аналогичны характеристикам фарфорового блока при испытании на прочность на прокол в воздухе с крутыми импульсными волнами.

Полимерный изолятор используется в качестве электроизоляционного материала.Он состоит из комбинации стекловолокна и эпоксидного полимера вместо фарфора. Полимерный изолятор на 70 процентов легче, чем его аналог из фарфора.

Полимерный материал устойчив к проколам и обладает высокой механической прочностью. Он обладает высокой термостойкостью, чтобы уменьшить повреждение от вспышки, отличными характеристиками напряжения радиопомех, меньшей коррозией оборудования и лучшей производительностью в загрязненной атмосфере.

Надлежащий электроизоляционный материал — информационный документ Fralock

Выбор подходящего электроизоляционного материала

для критически важных приложений

Ричард Орстад, П.E.

При проектировании критически важных электромеханических компонентов требуются сотни решений. В каждом из этих решений выбор правильных комбинаций материалов для конкретного применения может означать разницу между успехом и неудачей. Большинство этих дизайнерских решений принимаются с использованием одного и того же выбора материалов, дизайн за дизайном, иногда ставя под угрозу истинное предназначение проекта просто потому, что дизайнер не знает о многих других доступных вариантах материала.Имея это в виду, может оказаться полезным грунтовка обычных и не очень распространенных электроизоляционных материалов.

Полиэфирные пленки: Для простых электроизоляционных применений, где требуется тонкая пленка, полиэфирные пленки, вероятно, являются наиболее распространенным типом электроизоляционных материалов. Полиэфирные пленки обычно характеризуются либо как PET (полиэтилентерефталат), либо как PEN (полиэтиленнафталат), различия заключаются в их химическом составе и получаемых ими физических и электроизоляционных свойствах.Пленки из ПЭТ, такие как Mylar® или Melinex®, обладают хорошим сопротивлением диэлектрику в пределах относительного диапазона температур (Tg 78 ° C), тогда как пленки PEN, такие как Teonex®, обычно обеспечивают аналогичные электрические характеристики в гораздо более высоком температурном диапазоне. (Tg 120 ° C). В приложениях, связанных с более высокими температурами, пленки PEN часто являются лучшим выбором, чем пленки из ПЭТ, учитывая их в 3-4 раза большую жесткость при температурах выше 125 ° C, а также его рабочую температуру на 20 ° C выше, чем у ПЭТ (180 ° C против160 ° С). Конечно, пленки PEN дороже, чем пленки из ПЭТ; однако для критически важных приложений эта разница в стоимости может быть незначительной. Эти тонкие пленки используются в тысячах приложений, включая гибкую электронику, изоляцию аккумуляторных батарей и двигателей, а также производство электронных компонентов.

Полиэфирные материалы : Если среда с более высокими температурами препятствует использованию PEN-пленок, инженеры-конструкторы часто рассматривают возможность использования полиэфирэфиркетона (peek) или полиэфиримида (PEI) материалов, таких как Ultem®.Материалы PEI имеют значительно более высокую температуру стеклования, чем пленки PEN, при 216 ° C. Обычный материал PEI, пленка Ultem 1000®, имеет постоянную рабочую температуру 171 ° C с исключительной огнестойкостью и термостойкостью. Еще одним преимуществом материала Ultem 1000® является его доступность в форме пленки, листа или экструдированного стержня, что дает инженерам-конструкторам большую гибкость при проектировании критически важных механических компонентов в зависимости от специфики применения. Опять же, подобно тому, как пленки PEN обычно дороже, чем пленки из ПЭТ, более высокие эксплуатационные характеристики материалов из ПЭИ поддаются более высокой цене, чем пленки ПЭН или ПЭТ.При выборе материала необходимо учитывать особые требования к электромеханическому компоненту, а также требования конкретного применения. Из-за различных доступных материалов материалы PEI часто используются в компонентах самолетов, микроволновых устройствах и электрических / электрических компонентах.

Полиимидные материалы : Там, где требуется еще большая термостойкость при сохранении отличных электроизоляционных характеристик, часто требуются полиимидные материалы.Полиимидные пленки, такие как DuPont TM Kapton®, в течение многих лет использовались в качестве превосходного электроизоляционного материала, а более толстые полиимидные материалы, такие как Vespel®, Torlon® и DuPont TM Cirlex®, продолжают использоваться в качестве альтернативы материалам PEI. где для критически важных приложений требуются высокоточные материалы. Cirlex®, изготовленный из 100% полиимидной пленки Kapton®, имеет температуру стеклования 351 ° C, что намного превышает температуру стеклования материалов PEI, обеспечивая исключительную стабильность при высоких температурах.Очень низкий коэффициент теплового расширения (20 ppm / ° C) наряду с высокой прочностью на растяжение (32000 psi при 200 ° C при 9 мил) делает Cirlex® исключительно прочным и стабильным материалом в диапазоне рабочих температур -269 ° C. до 351 ° C. Другой уникальной характеристикой Cirlex® является его доступность с шагом 0,001 дюйма от 0,004 дюйма до 0,125 дюйма или более. Это обеспечивает огромную гибкость проектирования для инженера-механика, поскольку инженер может перейти на этап проектирования, не думая об ограничениях толщины материала, а проектируя специально для их применения, зная, что им доступен материал нужной толщины.Доступность Cirlex® с шагом 0,001 дюйма также значительно сокращает время обработки, необходимое для достижения окончательных допусков по толщине, что необходимо учитывать при проектировании с точки зрения технологичности. Физическая и механическая стабильность Cirlex® также очевидна во время и после процесса обработки, поскольку в материале не возникает остаточных напряжений, что приводит к окончательной конструкции в полностью плоской форме. В приложениях, где требуются экстремальные температуры или условия окружающей среды, преимущества полиимидного материала, такого как Cirlex®, перевешивают другие варианты материала.

Наконец, есть много случаев, когда механический компонент требует процесса ламинирования металл-полимер, такого как связывание меди с полиимидом. Во многих случаях для склеивания двух материалов выбирается подходящий клей PSA или B-стадии. Однако добавление адгезивного слоя дает возможность выхода из строя компонента, что создает потенциальные проблемы с выделением газа или расслоением при повышенных условиях окружающей среды. Удалите клеевой слой, и инженер устранит слабое звено в приложении.Одним из решений для этих типов приложений является использование бесклеевой технологии склеивания ламината. Полиимид близко соответствует КТР меди, а использование бесклеевого ламината позволяет бесшовное соединение проводника и изолятора в приложении, что дает инженеру еще большую гибкость при проектировании. В то время как использование ламинатов, плакированных медью, раньше ограничивалось пределами гибких схем, появление технологии бесклеевого соединения ламината с полиимидом дает инженеру-механику, казалось бы, безграничные возможности в усовершенствованной конструкции критически важных электромеханических компонентов.

Заключение : Выбор правильного материала для электромеханического компонента — это тонкий баланс между формой, посадкой, функцией и ценой. Инженеру важно учитывать все аспекты функционального дизайна детали, поскольку она связана с физическими, электрическими и тепловыми свойствами среды, в которой она будет работать. Выбор правильного электроизоляционного материала, будь то ПЭТ, ПЭН, ПЭИ или полиимид, зависит от конкретного применения, в котором будет работать компонент, а также от температуры окружающей среды и окружающей среды.Для критически важных приложений правильный выбор электрического изолятора часто меньше зависит от цены, чем от условий окружающей среды, и поэтому выбор подходящего материала предпочтительнее тех, которые обеспечивают большую устойчивость к окружающей среде и механическую стабильность.

Об авторе: Ричард Орстад, P.E., MBA , профессиональный инженер с более чем 20-летним опытом работы в области проектирования, управления проектами и продуктами, производственных операций, а также управления продажами и маркетингом.Он имеет несколько патентов на проектирование электрических соединителей, написал несколько официальных документов по промышленной автоматизации и представил эти темы на международных конференциях, посвященных индустрии жестких дисков. Ричард является восточным региональным менеджером по продажам Fralock, поставщика высокоточных преобразованных решений из инженерных материалов для военной / аэрокосмической, медицинской и электронной промышленности.

Mylar®, Melinex®, Teonex®, Kapton®, Vespel® и Cirlex® являются зарегистрированными торговыми наименованиями E.I. du Pont de Nemours and Company.

Ultem 1000® — зарегистрированная торговая марка Sabic Innovative Plastics.

Torlon® — зарегистрированная торговая марка Solvay Advanced Polymers.

Информационный документ

— Документ по электроизоляции

Электрическая изоляция — обзор

16.1 Высоковольтные изоляторы

Изменения, вызванные старением и вызывающие ухудшение свойств материалов, бросали вызов разработчикам электрических устройств с самого начала этой инженерной дисциплины.Поэтому все материалы, включая компоненты электрической изоляции, всегда выбирались с особой тщательностью, и некоторые решения, принятые в прошлом, оказались отличным выбором. Рекорды продолжительности жизни более 50 лет не уникальны. Это также относится к изоляторам для применений в передаче и распределении электроэнергии, выбор и приемка которых зависит от гарантии заданных характеристик и долговременной стабильности. Изоляторы для использования вне помещений впервые появились с появлением телеграфных линий в середине девятнадцатого века.В то время для их изготовления использовались фарфор и стекло. Впоследствии те же материалы были применены для изоляции линий электропередач и подстанций. Следовательно, керамические изоляторы полностью доминируют на рынке более 100 лет.

Изоляторы высокого напряжения для наружной установки выполняют две основные функции. Они механически удерживают части электроустановок, подверженных воздействию высоких электрических потенциалов, а также электрически изолируют их от потенциала земли, что также относится к линейным изоляторам, поддерживающим проводники под напряжением в линиях электропередач.Изолирующие оболочки, называемые полыми изоляторами, также используются для герметизации различных типов высоковольтных аппаратов, чтобы защитить их от воздействий внешних факторов окружающей среды. Самый серьезный отказ изолятора, несущего линию электропередачи, происходит, когда он механически ломается, вызывая падение линии. При падении линия не только отключается, но и свободно висящие проводники под напряжением ставят под угрозу жизнь людей. Вторая нежелательная ситуация возникает, когда изоляторы выходят из строя электрически, либо из-за электрического пробоя по их поверхности, либо из-за повреждения, вызывая кратковременные или длительные отключения в сети.Следовательно, исследования качества и рабочих характеристик изоляторов стали важной областью в высоковольтной технике.

Ранее исследования были сосредоточены в основном на улучшении электрических и механических свойств фарфора и стекла, используемых для изготовления изоляторов. Также были предприняты попытки оптимизировать их геометрическую конструкцию. Основная цель этой длительной разработки была сосредоточена на оптимизации характеристик изолятора в различных наружных условиях. К факторам окружающей среды, влияющим на эти характеристики, относятся погодные условия (температура, влажность, ветер, солнечная радиация, дождь и снеговые осадки и т. Д.).) и наличие переносимых по воздуху загрязнителей в местах установки; последние происходят из морских, промышленных, сельскохозяйственных или пустынных источников и приводят к образованию высокопроводящего слоя на поверхностях изолятора. Чтобы бороться с проблемой загрязнения, геометрия изолятора часто разрабатывалась либо для увеличения длины по поверхности, так называемой «утечки», либо для увеличения самоочищающейся способности под ветром и дождем. В других подходах исследовалось противодействие разрядной (дуговой) активности на поверхностях изолятора.Параллельно многие усилия были сосредоточены на улучшении качества материалов и эффективности производственных технологий. Это привело к тому, что традиционные керамические изоляторы стали считаться очень надежными. 1 Тем временем возникла потребность в новых разработках, которые привели к применению полимерных материалов в конструкции изоляторов высокого напряжения, и было введено новое семейство изоляторов, называемых «композитные изоляторы». Композитные изоляторы позволяют снизить вес изолятора и улучшить их характеристики в условиях загрязнения, особенно когда при их производстве использовались материалы с долговечными водоотталкивающими (гидрофобными) свойствами поверхности.Дополнительные особенности, делавшие композитные изоляторы желательной альтернативой, заключались в следующем: непривлекательная цель для вандализма; механическая гибкость, обеспечивающая хорошие сейсмические характеристики; взрывобезопасность в таких приложениях, как изоляторы аппаратов.

Вместе с новыми материалами появились новые технологии производства и новый дизайн. В отличие от монолитных керамических аналогов, типичный современный композитный изолятор состоит из армированного стекловолокном (GFR), связанного смолой сердечника (стержня или трубы), к которому прикреплены два металлических концевых фитинга.Это механическая опорная конструкция, и ее отношение модуля к массе чрезвычайно велико. 2 Однако устойчивость такого сердечника к воздействиям окружающей среды невысока, и материал быстро разрушается под воздействием влаги и загрязнения в сочетании с высокой напряженностью электрического поля. Чтобы защитить сердечник от этих воздействий окружающей среды, он покрыт полимерным защитным слоем, называемым корпусом, который не выполняет никаких механических функций. Помимо защиты от погодных факторов и загрязнения, корпус также обеспечивает дополнительную длину пути утечки, необходимую для достижения желаемого уровня устойчивости к загрязнению, который может быть достигнут путем изменения диаметра и / или количества навесов.

Поперечное сечение линейного композитного изолятора показано на рис. 16.1. В полых изоляторах сердечник изолятора изготовлен из трубы из стеклопластика, которая позволяет размещать внутри изолятора различное оборудование, такое как вводы, автоматические выключатели, ограничители перенапряжения, а также трансформаторы тока и напряжения. Особые требования предъявляются к конструкции трубы, так как она может подвергаться механическим нагрузкам из-за высокого давления изнутри. В случаях, когда неисправности приводят к взрывам, использование полых изоляторов значительно снижает риск нанесения ущерба людям и имуществу. 3

16.1. Поперечное сечение современного композитного изолятора, показывающее три основных компонента его конструкции: сердечник из стеклопластика, внешний корпус и концевую арматуру.

IEC 61439: Обеспечение свойств изоляционного материала для защиты электрических панелей

В моем первом посте из этой серии рассказывалось, почему был введен IEC 61439, во втором подробно рассказывалось, почему важно соблюдать номинальный ток для устройств, а в третьем обсуждались причины соблюдения зазоров и пути утечки.Конечным результатом соблюдения стандарта и его правил является то, что электрические панели и распределительные щиты работают так, как должны сейчас, и будут работать так же в будущем.

Придерживаясь стандарта, вы обеспечиваете безопасность и надежность электрической панели и не получаете фейерверков из-за вспышки дуги, вызванной неисправностью электрического оборудования. Выбор более качественных электрических панелей предотвратит это и решит многие другие проблемы. В конце концов, проблемы с электричеством являются причиной более половины всех промышленных катастроф в Индии.

Более качественная конструкция и компоненты электрической панели также предотвращают потерю обслуживания и связанные с этим затраты на простой, экономя деньги конечных пользователей. Для специалистов по спецификациям это означает, что продукт более надежен, а значит, лучше для бизнеса.

Здесь я пойду по другому пути повышения надежности и функциональности: обеспечение надлежащей изоляции. Правильная изоляция означает, что даже в экстремальных ситуациях, таких как чрезмерное нагревание и пожар, материал действует как резистор, что является важным фактором предотвращения разрушительной вспышки дуги.

Каким образом обеспечивается правильность свойств изоляционного материала?

В разделах 10.2.3 и 10.2.4 стандарта IEC 61439-1 указаны испытания для:

  • Термостойкость (по отношению к изоляционной оболочке)
  • Устойчивость к нормальному нагреву
  • Устойчивость к аномальному нагреву и огню
  • Стойкость к ультрафиолетовому (УФ) излучению (при наружном применении)

Эти испытания подтверждают, что материал по-прежнему действует как приемлемый изолятор даже в условиях воздействия окружающей среды.В свою очередь, такая надежность означает, что корпус, панель и вся система будут работать в соответствии с конструкцией еще долгие годы.

Что касается устойчивости к нормальному нагреву , IEC 61439 10.2.3.2 утверждает, что оригинальный производитель проверит, что изоляционные материалы не изменяют механические характеристики при температурах 125 ° ° C для токоведущих частей и 70 ° ° C для все остальное. Следование этим рекомендациям гарантирует производительность в течение всего срока службы панели.Из-за требований к температуре пластиковая изоляция не может быть частью соответствующей электрической панели. Как правило, пластиковая изоляция может казаться менее дорогой, но это не значит, что учитываются характеристики теплостойкости и огнестойкости.

Что касается аномального нагрева и возгорания, IEC 61439 10.2.3.3 говорит, что производитель проверит свойства изолятора при воздействии температур 960 o C для токоведущих частей и 650 o C для всех остальных частей.(См. Ниже примерную иллюстрацию того, как проводится такой тест.)

Рисунок 1: Фото любезно предоставлено B2Blinker

Эти огнестойкие и термостойкие свойства обеспечивают защиту во время нормальной работы и при возникновении проблем из-за внутренних электрических цепей.

Наконец, некоторые панели и ограждения находятся снаружи и подвергаются воздействию ультрафиолетовых лучей Солнца. Интенсивность этого света может варьироваться от низкой до экстремальной. Самый высокий уровень УФ-излучения может вызвать ожог кожи и глаз за считанные минуты. IEC 61439 требует общего периода тестирования 500 часов.Проверка работоспособности изоляционных корпусов включает проверку прочности конструкции и ударопрочности. Благодаря прохождению этих испытаний характеристики изоляционного материала таковы, что он позволяет корпусу подвергаться воздействию солнца в течение продолжительного периода времени.

Эти испытания на устойчивость к ультрафиолетовому излучению, нормальному нагреву и аномальному нагреву гарантируют качество изоляционного материала. В результате они гарантируют разработчикам панелей, что качество окончательной системы не будет снижено со временем из-за погодных условий и условий окружающей среды.Таким образом, качество панели и корпуса остается на уровне, сопоставимом с тем, что было при новой системе.

Schneider Electric имеет полный ассортимент главных и распределительных шин, сборных соединений и распределительных блоков, а также правила проектирования в своем каталоге.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *